3D-Druck in Metall meets Industrie 4.0

Seit 2011 realisiert Toolcraft 3D-gedruckte Präzisionsbauteile in Metall und bezieht in Georgensgmünd demnächst das neu gebaute Laserschmelzzentrum. Nun will das mittelständische Unternehmen 3D-Druck und Industrie 4.0 miteinander verbinden: Mithilfe der Software NX von Siemens, eine integrierte Lösung für Computer Aided Design, Manufacturing und Engineering (CAD/CAM/CAE).

Kontinuierliche Verbesserung des 3D-Drucks in Metall
Mittels Metall-Laserschmelzen lassen sich komplexe und effiziente Leichtbaustrukturen sowie innenliegende Strukturen herstellen, die vor allem interessant sind für die Luft- und Raumfahrt, den Energiesektor, die Medizintechnik sowie den Motorsportbereich. Zudem gibt es seitens der Maschinenhersteller immer deutlichere Bemühungen in Richtung Automation, um den Prozess sowie die Nachbearbeitung der Teile noch effektiver zu gestalten. Auch hybride Bearbeitungszentren, in denen die additive und zerspantechnische Fertigung kombiniert werden, sind auf dem Vormarsch. Um bereits den Metall-Laserschmelzprozess von der Konstruktion bis zur Fertigung und Nachbearbeitung zu optimieren, hat sich Toolcraft für das NX Software Paket entschieden. Bislang waren bei dem Unternehmen verschiedene Softwaresysteme bei einzelnen Prozessschritten im Einsatz. Dies führte nach eigenen Angaben zu einem teilweise langwierigen und unkontrollierbaren Daten- und Fertigungsprozess.

Integrierte Lösung für CAD, CAE und CAM
NX ist eine integrierte Softwaresuite zur Produktentwicklung und Teilefertigung. Sie unterstützt bei der effizienten Herstellung hochwertiger Produkte durch integrierte CAD-, CAE- und CAM-Module. NX bietet Lösungen für die Produktentwicklung, 3D-Modellierung und Dokumentation, multidisziplinäre Berechnungen struktureller, beweglicher, thermischer, fließender und multi-physikalischer Anwendungen sowie vollständige Teilefertigungs-Lösungen für den Werkzeugbau, die spanende Bearbeitung und die Qualitätskontrolle.

Die Software bietet einen durchgängigen Prozess von der Konstruktion über die Simulation bis zur Fertigung und zerspantechnischen Nachbearbeitung. Zwischen den einzelnen Prozessschritten sind Feedbackschleifen eingebaut. Besondere Funktionen zur Topologie-Optimierung sowie der Aufbau von Gitterstrukturen sind bei der additiven Fertigung von besonderem Interesse und daher ebenfalls in NX integriert. Durch das Prüfen von Konstruktionsrichtlinien eines Bauteils gewährleistet NX bereits im Vorfeld die Machbarkeit. Dabei prüft sie Wandstärken, eventuell notwendige Stützstrukturen in bestimmten Bereichen sowie die Möglichkeit der abschließenden Beseitigung etwaiger Pulverrückstände in innenliegenden Hohlräumen.

Nach Abschluss der Konstruktion können mithilfe von NX die Bauplatte eingerichtet, die Stützstrukturen generiert und Anweisungen für Metallpulverbett-Drucker programmiert werden, wie sie zum Beispiel bei Toolcraft eingesetzt werden. Nach dem Druck im Laserschmelzverfahren unterstützt NX die Endbearbeitung mithilfe von traditionellen CAM-Anweisungen für zerspantechnische Fertigungsanlagen.

„Durch den Einsatz von NX können wir nicht nur unsere Wettbewerbsfähigkeit erhöhen, auch der Produktionsprozess wird beschleunigt. Das führt zu kürzeren Innovationszyklen und zur Herstellung von komplexeren Teilen“, sagt Christoph Hauck, Geschäftsführer von Toolcraft.

Quelle: Toolcraft   Bildtext: Verschiedene Bauteile im 3D-Druck-Verfahren realisiert. (Foto: Toolcraft)